第9期 张盟等：CaO-SD,Mgp-AO炼铁渣系硫化物容量的热力学模型 .1083. 20@ 28 C 24 C-M 16 --C=0.05+0.97C -C-n-=0.03+0.97Ca 20 -Ce-anm=-0.03+0.03C9- ☑ .212 16 8 冷 12 8 4 ☑ 0 -0·0-00⊙0-⊙ 08@00@60-0 0 4 812 16 20 0481216202428 c0- C2-/10 图31773K时C0-SD2M0-Ab03炼铁渣系中离子对(C+十02-)和(Mg2+十02-)分别对MCT-C2-模型计算的硫化物容量(a) 和实测的硫化物容量(b)的贡献 Fig 3 Contribution of ion couples (Ca)and (Mg+)to the cakulated sulphide capacity C by the MCTCs2-model (a) and the measuned sulphide capacity Cs2-me ofCaSD2 MgoAk03 slags (b)at 1773K 渣总的硫化物容量，不能测量出具有脱硫能力碱性 渣系的硫化物容量.MCT-C2-模型预报的CO- 氧化物组元对渣系硫化物容量的贡献率.若假定如 SD2Mg0-AbO,渣系硫化物容量比其他硫化物容 表1所示的每一组实验中离子对(Ca+十02)和 量模型预报的结果更准确，从而开发了一种具有良 (Mg+十02)对总的硫化物容量C9贡献率和 好脱硫能力的炉渣成分设计新方法 其对实测Cm2的贡献率相同，离子对(Ca2+十 (2)建立的MCT-C2-模型不仅可定量预报 0)的实测C-,ca和(Mg+十02)的实测 C0-SD2M0-AbO3炼铁渣系的总硫化物容量， C-Mm与该渣系的实测Cg=2的关系如图 而且可预报该渣系中具有脱硫能力的碱性离子对 3(b)所示.由图3(b)可知，离子对(Ca2+十02)的 (Ca2+十02)和(Mg+十02)或自由C0和M0 实测Cg.cA和(Mg十0)的实测C2-.MAm 各自的硫化物容量及其对该渣系总的硫化物容量的 对该渣系的实测C,m2]平均贡献率分别为9% 贡献率.对C0-SD2Mg0-AbO3渣系总的硫化物 和3%.这一结果与前文21报道的1773K时C0- 容量而言，C:0质量分数由38%增加至44%，M0 SD2-M0-Ab03炼铁渣系中(Ca2+十02-)和 质量分数由12%降低至4%，且Ab03质量分数由 (Mg+十0)对该渣系的实测L的贡献率 10%增加至17%，可有效地将该渣系中自由Mg0对 相同， 总的硫化物容量贡献率由3%降低到1%，自由C:0 13组实验炉次的炉渣中自由C0和Mg0对该 对总的硫化物容量贡献率由97%提高到99%. 渣系总的硫化物容量C的贡献率分别列于 参考文献 表1观察表1中炉渣组元质量分数变化引起的 CO和M0对该渣系总的硫化物容量的贡献率的 [1]Fincham C JB.R ichardson FD The behaviour of sulphur in sili cate and alm na melts Pmc R Soc Lond A 1954 223(1152):40 变化，并结合图2中炉渣各组元与总硫化物容量的 [2]Sosnsky D J Sanmerville ID.The camposition and temperature 关系可得，增加C:0质量分数由38%至44%，降低 dependence of the sulfide capacity of metallurgical slags Metall M0质量分数由12%至4%，且增加Ab03质量分 TransB1986,17(2):331 数由10%至1%，可有效地将该渣系中自由M0 [3]Young R W.Duffy JA.HassallG J etal Use of the optical ba- 对该渣系总的硫化物容量贡献率由%降低到1%， sicity concept for detem ning phosphons and sulphur slag/metal 自由C0对该渣系总的硫化物容量贡献率由9% partitions Imonmaking Steemaking 1992 19(3):201 [4]Reddy R G.B lander M.Modeling of sulfile capacities of silicate 提高到99%. melts MetalTrans B.1987.18(6):591 3结论 [5]Du SC Nilsson R.Seetharman S Mathenaticalmodel for esti mation of sulphile capacities ofmulti-camponent slags Steel Res (1)基于炉渣MCT建立的MCT-C2-模型可 199566(11):458 [6]Nzotta MM.Du SC Seetharman S Sulphide capacities in some 准确地预报1773K时Ca0-SD2Mg0-Ab03炼铁 multi camponent slag systems U Int 1998 38(11):1170第 9期 张 盟等： ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁渣系硫化物容量的热力学模型 图 3 1773Ｋ时 ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁渣系中离子对 （Ｃａ2＋ ＋Ｏ2－ ）和 （Ｍｇ2＋ ＋Ｏ2－ ）分别对 ＩＭＣＴ--ＣＳ2－模型计算的硫化物容量 （ａ） 和实测的硫化物容量 （ｂ）的贡献 Ｆｉｇ．3 Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｏｎｃｏｕｐｌｅｓ（Ｃａ2＋ ＋Ｏ2－ ） ａｎｄ（Ｍｇ2＋ ＋Ｏ2－ ） ｔｏｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙＣＩＭＣＴ Ｓ2－‚ｃａｌｂｙｔｈｅＩＭＣＴ-ＣＳ2－ ｍｏｄｅｌ（ａ） ａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙＣＳ2－‚ｍｅｓｏｆＣａＯ-ＳｉＯ2-ＭｇＯ-Ａｌ2Ｏ3ｓｌａｇｓ（ｂ） ａｔ1773Ｋ 渣总的硫化物容量‚不能测量出具有脱硫能力碱性 氧化物组元对渣系硫化物容量的贡献率．若假定如 表 1所示的每一组实验中离子对 （Ｃａ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）和 （Ｍｇ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）对总的硫化物容量 Ｃ ＩＭＣＴ Ｓ2－‚ｃａｌ贡献率和 其对实测 ＣＳ2－‚ｍｅｓ ［12］的贡献率相同‚离子对 （Ｃａ 2＋ ＋ Ｏ 2－ ）的实测 ＣＳ2－‚ＣａＯ‚ｍｅｓ和 （Ｍｇ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）的实测 ＣＳ2－‚ＭｇＯ‚ｍｅｓ与该渣系的实测 ＣＳ2－‚ｍｅｓ ［12］的关系如图 3（ｂ）所示．由图 3（ｂ）可知‚离子对 （Ｃａ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）的 实测 ＣＳ2－‚ＣａＯ‚ｍｅｓ和 （Ｍｇ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）的实测 ＣＳ2－‚ＭｇＯ‚ｍｅｓ 对该渣系的实测 ＣＳ2－‚ｍｅｓ ［12］平均贡献率分别为 97％ 和 3％．这一结果与前文 ［12］报道的 1773Ｋ时 ＣａＯ-- ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3 炼 铁 渣 系 中 （Ｃａ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）和 （Ｍｇ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）对该渣系的实测 ＬＳ‚ｍｅｓ ［12］的贡献率 相同． 13组实验炉次的炉渣中自由 ＣａＯ和 ＭｇＯ对该 渣系总的硫化物容量 Ｃ ＩＭＣＴ Ｓ2－‚ｃａｌ的贡献率分别列于 表 1．观察表 1中炉渣组元质量分数变化引起的 ＣａＯ和 ＭｇＯ对该渣系总的硫化物容量的贡献率的 变化‚并结合图 2中炉渣各组元与总硫化物容量的 关系可得‚增加 ＣａＯ质量分数由 38％至 44％‚降低 ＭｇＯ质量分数由 12％至 4％‚且增加 Ａｌ2Ｏ3 质量分 数由 10％至 17％‚可有效地将该渣系中自由 ＭｇＯ 对该渣系总的硫化物容量贡献率由 3％降低到 1％‚ 自由 ＣａＯ对该渣系总的硫化物容量贡献率由 97％ 提高到 99％． 3 结论 （1）基于炉渣 ＩＭＣＴ建立的 ＩＭＣＴ--ＣＳ2－模型可 准确地预报 1773Ｋ时 ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁 渣系的硫化物容量．ＩＭＣＴ--ＣＳ2－模型预报的 ＣａＯ-- ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3渣系硫化物容量比其他硫化物容 量模型预报的结果更准确‚从而开发了一种具有良 好脱硫能力的炉渣成分设计新方法． （2）建立的 ＩＭＣＴ--ＣＳ2－模型不仅可定量预报 ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁渣系的总硫化物容量‚ 而且可预报该渣系中具有脱硫能力的碱性离子对 （Ｃａ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）和 （Ｍｇ 2＋ ＋Ｏ 2－ ）或自由 ＣａＯ和 ＭｇＯ 各自的硫化物容量及其对该渣系总的硫化物容量的 贡献率．对 ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3渣系总的硫化物 容量而言‚ＣａＯ质量分数由 38％增加至 44％‚ＭｇＯ 质量分数由 12％降低至 4％‚且 Ａｌ2Ｏ3 质量分数由 10％增加至17％‚可有效地将该渣系中自由 ＭｇＯ对 总的硫化物容量贡献率由 3％降低到 1％‚自由 ＣａＯ 对总的硫化物容量贡献率由 97％提高到 99％． 参 考 文 献 ［1］ ＦｉｎｃｈａｍＣＪＢ‚ＲｉｃｈａｒｄｓｏｎＦＤ．Ｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｓｕｌｐｈｕｒｉｎｓｉｌｉ- ｃａｔｅａｎｄａｌｕｍｉｎａｔｅｍｅｌｔｓ．ＰｒｏｃＲＳｏｃＬｏｎｄＡ‚1954‚223（1152）：40 ［2］ ＳｏｓｉｎｓｋｙＤＪ‚ＳｏｍｍｅｒｖｉｌｌｅＩＤ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｕｌｆｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｓｌａｇｓ．Ｍｅｔａｌｌ ＴｒａｎｓＢ‚1986‚17（2）：331 ［3］ ＹｏｕｎｇＲＷ‚ＤｕｆｆｙＪＡ‚ＨａｓｓａｌｌＧＪ‚ｅｔａｌ．Ｕｓｅｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｂａ- ｓｉｃｉｔｙｃｏｎｃｅｐｔｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｓｕｌｐｈｕｒｓｌａｇ／ｍｅｔａｌ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ．ＩｒｏｎｍａｋｉｎｇＳｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ‚1992‚19（3）：201 ［4］ ＲｅｄｄｙＲＧ‚ＢｌａｎｄｅｒＭ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｓｕｌｆｉｄｅｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆｓｉｌｉｃａｔｅ ｍｅｌｔｓ．ＭｅｔａｌＴｒａｎｓＢ‚1987‚18（6）：591 ［5］ ＤｕＳＣ‚ＮｉｌｓｓｏｎＲ‚ＳｅｅｔｈａｒａｍａｎＳ．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｅｓｔｉ- ｍａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆｍｕｌｔｉ-ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｌａｇｓ．ＳｔｅｅｌＲｅｓ‚ 1995‚66（11）：458 ［6］ ＮｚｏｔｔａＭＭ‚ＤｕＳＣ‚ＳｅｅｔｈａｒａｍａｎＳ．Ｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｉｅｓｉｎｓｏｍｅ ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｌａｇｓｙｓｔｅｍｓ．ＩＳＩＪＩｎｔ‚1998‚38（11）：1170 ·1083·